Mitä ovat lämmönkestävät muovit?

Muoveja hyödynnetään käytännössä kaikilla markkinoilla niiden valmistusmukavuuden, edullisuuden ja laajan rakennusvalikoiman vuoksi. Tyypillisten hyödykemuovien lisäksi on olemassa luokka kehittyneitä lämmönkestäviämuovitjoka kestää lämpötasoja, jotka eivät kestä. Näitä muoveja käytetään kehittyneissä sovelluksissa, joissa lämmönkestävyyden, mekaanisen lujuuden ja kovan kestävyyden yhdistelmä on olennainen. Tämä postaus selventää, mitä lämmönkestävät muovit ovat ja miksi ne ovat niin edullisia.

Mikä on lämmönkestävä muovi?

Lämmönkestävä muovi on tyypillisesti minkä tahansa tyyppinen muovi, jonka jatkuva käyttölämpötila on yli 150 °C (302 °F) tai tilapäinen suoran altistuksen kesto 250 °C (482 °F) tai ylimääräinen. Toisin sanoen tuote kestää toimenpiteitä yli 150 °C:ssa ja kestää lyhyitä työjaksoja 250 °C:ssa tai sen yläpuolella. Lämmönkestävyyden lisäksi näillä muoveilla on yleensä ilmiömäiset mekaaniset kodit, jotka sopivat usein myös metallien kanssa. Lämmönkestävät muovit voivat olla kestomuoveja, kertamuovia tai valopolymeereja.

Muovit koostuvat pitkistä molekyyliketjuista. Kuumennettaessa näiden ketjujen väliset sidokset vaurioituvat, jolloin tuote sulaa. Muovit, joiden sulamislämpötila on alennettu, koostuvat yleensä alifaattisista renkaista, kun taas korkean lämpötilan muovit koostuvat tuoksuvista renkaista. Tuoksuvien renkaiden tapauksessa kaksi kemiallista sidosta on vaurioitettava (verrattuna alifaattisten renkaiden yksittäiseen sidosten) ennen kuin runko hajoaa. Siksi näiden tuotteiden sulattaminen on vaikeampaa.

Taustalla olevan kemian lisäksi muovien lämmönkestävyyttä voidaan tehostaa ainesosia hyödyntäen. Yksi tavallisimmista lisäaineista lämpötilan kestävyyden parantamiseksi on lasikuitu. Kuiduilla on myös itse asiassa lisäetu, koska ne lisäävät kokonaistiiveyttä ja materiaalin kestävyyttä.

On olemassa erilaisia ​​tekniikoita muovin lämmönkestävyyden tunnistamiseen. Tärkeimmät on lueteltu tässä:

• Heat Deflection Temperature Level (HDT) – Tämä on lämpötila, jossa muovi rikkoutuu ennalta määritetyissä erissä. Tämä toimenpide ei ota huomioon mahdollisia pitkäaikaisia ​​vaikutuksia tuotteeseen, jos tätä lämpötilaa pidetään yllä pitkiä aikoja.
• Lasinmuutoslämpötila (Tg) – Amorfisen muovin tapauksessa Tg kuvaa lämpötilaa, jossa materiaali muuttuu kumiseksi tai viskoosiksi.
• Jatkuva käyttölämpötila (CUT) – Määrittää optimaalisen lämpötilan, jossa muovia voidaan jatkuvasti käyttää ilman merkittävää tuhoa sen mekaanisessa kodissa osan suunnittelun aikana.

Miksi käyttää lämmönkestäviä muoveja?

Muoveja käytetään laajasti. Mutta miksi ihminen käyttäisi muoveja korkeissa lämpötiloissa, kun teräkset voivat usein suorittaa samat ominaisuudet paljon laajemmissa lämpötilavaihteluissa? Tässä on joitain syitä:

1. Kevyempi - Muovit ovat kevyempiä kuin metallit. Siksi ne sopivat erinomaisesti ajoneuvo- ja ilmailualan sovelluksiin, jotka luottavat kevyisiin elementteihin yleisen tehokkuuden parantamiseksi.
2. Ruosteenkestävyys – Joillakin muoveilla on paljon parempi ruosteenkestävyys kuin teräksillä, kun ne paljastetaan useille erilaisille kemikaaleille. Tämä voi olla välttämätöntä sovelluksissa, joihin liittyy sekä kuumuutta että ankaraa ilmakehää, kuten kemianteollisuudessa.
3. Valmistuksen joustavuus – Muovikomponentteja voidaan valmistaa käyttämällä suuria tuotantoteknologioita, kuten ruiskuvalua. Tämä johtaa osien, jotka ovat edullisempia yksikkökohtaisesti kuin niiden CNC-jyrsityt metallivastineet. Muoviosia voidaan valmistaa myös 3D-tulostuksen avulla, mikä mahdollistaa monimutkaiset asettelut ja paremman suunnittelun joustavuuden kuin mitä CNC-työstyksellä voitaisiin saavuttaa.
4. Eristin – Muovit voivat toimia sekä lämpö- että sähköeristeinä. Tämä tekee niistä ihanteellisia kohteisiin, joissa sähkönjohtavuus saattaa vahingoittaa herkkiä elektronisia laitteita tai missä lämpö voi vaikuttaa negatiivisesti komponenttien toimintaan.

Eräänlaisia ​​korkeita lämpötiloja kestäviä muoveja

Kestomuoveja on kaksi pääryhmää – amorfiset ja puolikiteiset muovit. Lämmönkestäviä muoveja löytyy kustakin näistä ryhmistä, kuten alla olevassa numerossa 1 on esitetty. Ensisijainen ero näiden kahden välillä on niiden sulamistoiminnot. Amorfisella tuotteella ei ole tarkkaa sulamispistettä, mutta se pehmenee melko hitaasti lämpötilan noustessa. Puolikiteisellä materiaalilla on sen sijaan erittäin terävä sulamispiste.

Alla on listattu joitain tuotteita, joita on tarjollaDTG. Soita DTG-edustajalle, jos tarvitset tuotteen, jota ei ole mainittu tässä.

Polyeetteri-imidi (PEI).

Tämä materiaali ymmärretään yleisesti sen kauppanimellä Ultem, ja se on amorfista muovia, jolla on poikkeukselliset lämpö- ja mekaaniset rakennukset. Se on myös tulenkestävä jopa ilman ainesosia. Erityinen palonkestävyys on kuitenkin tarkistettava tuotteen teknisistä tiedoista. DTG toimittaa kahta laatua Ultem-muovia 3D-tulostukseen.

Polyamidi (PA).

Polyamidilla, joka tunnetaan lisäksi kauppanimellä Nylon, on erinomaiset lämmönkestävät kodit, etenkin kun se on integroitu ainesosien ja täytemateriaalien kanssa. Tämän lisäksi nailon on erittäin kestävää hankausta vastaan. DTG tarjoaa erilaisia ​​lämpötilankestäviä nailoneja, joissa on monia erilaisia ​​täytemateriaaleja, kuten alla on lueteltu.

Valopolymeerit.

Fotopolymeerit ovat erillisiä muoveja, jotka polymeroituvat vain ulkopuolisen energialähteen, kuten UV-valon tai tietyn optisen mekanismin vaikutuksesta. Näistä materiaaleista voidaan valmistaa korkealaatuisia julkaistuja osia, joiden geometria on monimutkainen, mikä ei ole mahdollista useilla muilla valmistusinnovaatioilla. DTG tarjoaa fotopolymeerien kategoriassa 2 lämmönkestävää muovia.